fundamentos de fÃsica iii fundamentos de fÃsica iii - Departamento de ...

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Note a dependência dos fatores geométricos A e L e vê-se portanto que a capacitância cresce com a área e decresce com a distância. Isso nos mostra duas possibilidades de alterar a capacitância de dispositivos em geral. ATIVIDADE 13.1 Considere um capacitor de placas planas e paralelas de área igual a 15 cm 2 . A distâcia entre as placas é 5,1 mm e o módulo da carga em cada placa é 6,0 nC. Figura 13.2: Capacitor de placas paralelas carregadas com carga Q e separadas por uma distância L. SOLUÇÃO: A diferença de potencial entre duas placas condutoras depende da carga nessas placas. É conveniente, portanto, obter primeiro a expressão para a diferença de potencial elétrico entre as duas placas: r r ∆V = V+ −V− = −∫ E • dl O campo elétrico entre as placas planas e paralelas é uniforme e está dirigido da placa positiva para a negativa; então, escolhendo um eixo Ox na direção e sentido do campo, com a origem O na placa positiva, a diferença de potencial entre as placas é: a) Qual é a capacitância desse capacitor quando ele se encontra no vácuo? b) Determine a diferença de potencial entre as suas placas. c) Determine o valor do campo elétrico entre suas placas. EXEMPLO 13.2 Vamos considerar agora o caso de uma esfera e uma casca esférica concêntricas e condutoras de raios R a e R b , com cargas + Q e − Q respectivamente, como ilustra a figura 13.3. Qual a capacitância desse capacitor esférico? ∆V = V + −V − 0 = −∫ E dl = E L Utilizando a Lei de Gauss, podemos escrever o campo elétrico no interior das placas como a soma vetorial dos campos gerados por cada uma das placas: r E = E r r+ + − L | Q | | Q | | Q | E = iˆ + iˆ = iˆ 2ε A 2ε A A 0 0 ε 0 onde î é o unitário do eixo Ox. A diferença de potencial entre as placas dos capacitores é: QL ∆ V = ε 0 A Figura 13.3: Capacitor esférico. Solução: Como a capacitância é: | Q | C = | ∆V | Portanto, | Q | ε A = = | ∆V | L C 0 precisamos calcular, antes de mais nada, o campo elétrico existente entre essas placas, para depois obter caso simétrico é usar a lei de Gauss: ∆ V . A melhor forma de obter o campo elétrico nesse 212 213
para Q ∫ E r • nˆ dA = ε As cargas estão nas superfícies dos condutores e portanto o campo elétrico R < Ra é nulo. Entre os capacitores há um campo elétrico radial como mostrado na figura 13.3. O campo elétrico é constante sobre a superfície de Gauss de raio R P , e portanto: E∫ dA = ε Q 0 0 parâmetro que é pequeno e escrever a expressão em termos desse parâmetro. Depois disso, faz-se uma expansão em torno do valor zero para o parâmetro. Esse parâmetro é em geral adimensional, dado que frequentemente é expresso como 1 uma razão entre duas grandezas físicas γ 1 e γ 2 , sendo que
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Wagner Corradi Rodrigo Dias Társia
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INFORMAÇÕES GERAIS Sumário 1. FU
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A32.5 FORÇA ELETROMOTRIZ E CORRENT
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Informações Gerais 1. FUNDAMENTOS
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AULA 1 : CARGAS ELÉTRICAS OBJETIVO
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indicar o comportamento do corpo ao
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As condições ambientais também p
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Ao contrário da eletrização por
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ATIVIDADE 1.8 Considere novamente a
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elétrica entre cargas e a distanci
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RESPOSTAS COMENTADAS DAS ATIVIDADES
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UNIDADE 2 CAMPO ELÉTRICO Se uma co
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onde q 0 é uma carga positiva colo
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ATIVIDADE 3.3 No Exemplo 3.2, calcu
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mostra as linhas de força geradas
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AULA 4: CÁLCULO DO CAMPO ELÉTRICO
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As distâncias relevantes ao proble
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Assim: 2 2 u 1 − du θ 2 − y θ
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EXEMPLO 5.1 Considere uma espira me
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π ρ θ θ π r sen E = r 2 R 2 dE
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UNIDADE 3 LEI DE GAUSS E SUAS APLIC
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AULA 24 APARELHOS DE MEDIDAS I OBJE
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de escala desejado. RESPOSTAS COMEN
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ATIVIDADE 26.1 Mostre que, para t =
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mínimo de dois volts. O resultado
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PENSE E RESPONDA PROBLEMAS DA UNIDA
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27.3 INDUÇÃO MAGNÉTICA E FORÇA
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Uma partícula carregada positivame
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e espirala para trás. As partícul
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B µ 0i 2 ( z 2 r′ 2 + r′ ) = 2
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UNIDADE X LEIS DE FARADAY E DE LENZ
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E = − 2 E E E dB dt r d − 2 dt
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UNIDADE XI INDUTÂNCIA Os indutores
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onde as constantes q m e φ 0 depen
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q 0 = 5,0µC . A corrente máxima
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ATIVIDADE 36.2 No instante de tempo
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Podemos ver que a corrente também
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Podemos notar que tanto as alturas
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deixa, então, de depender da frequ
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ampere. A potência perdida como ca
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APÊNDICES APÊNDICE A - SISTEMA IN
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Constante solar* 1,35 kW/m 2 Condi
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DERIVADAS E INTEGRAIS Nas fórmulas
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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ALONSO
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